Routineinspektionen in industriellen Anlagen werden in der Regel von Menschen durchgeführt, weil dabei meist Gitterwege und Treppen bewältigt werden müssen. Ein Roboter kann deswegen für diese Aufgabe nicht ohne weiteres eingesetzt werden. Energy Robotics, ein Entwickler von Softwarelösungen für mobile Roboter in industriellen Anwendungen, will das jetzt ändern und hat dafür eine Partnerschaft mit dem US-amerikanischen Robotik-Unternehmen Boston Dynamics und dem Technologieunternehmen Merck geschlossen. Während der Zusammenarbeit haben die IT-Spezialisten aus Darmstadt den mobilen Roboter Spot von Boston Dynamics mit einer intelligenten Steuerungssoftware ausgestattet. Damit kann der vierbeinige Automat jetzt eine autonome Inspektion in der thermischen Abluftreinigungsanlage von Merck am Hauptsitz in Darmstadt durchführen.
Anlagen zur thermischen Abluftreinigung spielen eine wichtige Rolle im Umweltschutz. Sie enthalten eine Reihe wartungsintensiver Komponenten, die regelmäßig überwacht werden müssen. Dabei werden zum Beispiel Wärmebildkameras eingesetzt, um Anomalien bei Pumpen oder Lüftern zu erkennen. Außerdem müssen die Druck- und Flüssigkeitsstände in den Tanks regelmäßig kontrolliert werden. Solche Routineinspektionen wurden bislang von einem Mitarbeiter durchgeführt, der die nötigen Gerätschaften bei sich trägt.
Energy Robotics hat diese Sensoren nun in den mobilen Roboter Spot integriert, um eine effizientere Zustandsüberwachung zu schaffen. Zudem haben die Spezialisten aus Darmstadt den Roboter gemeinsam mit Merck für einen einstündigen Kontrollgang durch die mehrstöckige Anlage trainiert. Dabei überwindet der mobile Roboter mehrere Industrietreppen und sammelt mit seinen Wärme- und Zoomkameras wichtige Daten, die er verschlüsselt über das öffentliche 4G-Netz an die webbasierte Benutzeroberfläche eines PC oder Tablet überträgt.
Auf den ersten Blick sieht diese Anwendung einfach aus. In Wahrheit zählt dieser automatisierte Rundgang durch die Anlagen zu den wesentlichen Fortschritten, die in den letzten Jahren in der Robotik erzielt wurden. Schließlich liefert der Roboter reproduzierbare und qualitativ hochwertige Daten zu einer routinemäßigen Wartung und Zustandsüberwachung einer technischen Anlage. Wird diese Technik in Zukunft im großen Maßstab eingesetzt, dann könnte dadurch die automatisierte Inspektion auf ein neues Niveau gehoben werden, denn der Überwachungsprozess wird dadurch vereinheitlicht. Ein größerer und vielfältigerer Datensatz, der von einem Roboter automatisch erfasst wird, kann die Effizienz einer Anlage durch vorausschauende Wartung erheblich verbessern. Die Ausfallsicherheit wird erhöht und der Betreiber kann dadurch viel Geld sparen.
Hindernisse sind für Roboter „Spot“ kein Problem
Darüber hinaus übernimmt Spot eine Arbeit, die keiner wirklich gern macht. Die eintönige und körperlich anstrengende Tätigkeit in engen, heißen und lauten Räumen ist nicht jedermanns Sache. Und nicht zuletzt trägt eine skalierte Überwachung industrieller Anlagen dazu bei, Umweltschutzbemühungen effektiver zu gestalten. „Wir gehören zu den ersten Firmen in Europa, die Spot testen“, sagt Hartmut Manske, Head of Automation & Robotics bei Merck. „Das Pilotprojekt mit unseren beiden Partnern Energy Robotics und Boston Dynamics demonstriert dabei den neuesten Stand der autonomen Robotik.“ Manske ist zudem davon überzeugt, dass Merck von der Effizienz und Zuverlässigkeit fernüberwachter Missionen in den Werken profitieren wird.
Die Anwendung kombiniert die intuitive Steuerung, die Roboterintelligenz und die offene Schnittstelle von Boston Dynamics mit der Steuerungssoftware, der Benutzeroberfläche und der verschlüsselten Cloud-Anbindung von Energy Robotics. Mit dieser üppigen Ausstattung kann Spot aus der Ferne gesteuert und trainiert werden, um danach einer bestimmten Inspektionsrunde autonom folgen zu können. Dabei lässt sich der Roboter von jedem beliebigen Ort mit Internetverbindung überwachen. Dank mehrere Kameras und Sensoren findet sich die Maschine immer zurecht. Parallel werden Informationen über den Betrieb der Anlage vor Ort gesammelt, aufgezeichnet und an das Endgerät übermittelt.
Spot kann mit seinen Sensoren die Anzeigen von Messgeräten in unmittelbarer Nähe erkennen. Weiter entfernte Objekte vergrößert der Roboter mit dem extern montierten, optischen Zoomobjektiv. Defekte Leitungen oder verdächtige Temperaturen an Pumpen entdeckt die Maschine anhand von Wärmebildern. In der thermischen Abluftreinigungsanlage von Merck überwacht Spot beispielsweise den Kühlwasserstand und prüft, ob sich Kondenswasser angesammelt hat. Außerhalb der Anlage untersucht der mobile Roboter Rohrbrücken auf Anomalien. Die Software von Energy Robotics verarbeitet mit Hilfe von künstlicher Intelligenz die Masse an gewonnenen Daten und bereitet diese so auf, dass sie für den Menschen nützlich sind und die später weiterverarbeitet werden können.
Auf einem ausgedehnten Test-Parcours wurde Spot auf Herz und Nieren geprüft. So musste die Maschine besondere Herausforderungen wie Treppenstufen, Böschungen und Gitterwege meistern. Natürlich kann Spot auch Fahrzeuge und andere Hindernisse umgehen und so gefährliche Kollisionen vermeiden.
„Mit Spot hat Boston Dynamics einen Roboter mit hervorragender Mobilität für innovative industrielle Anwendungen im Programm“, sagt Dr. Stefan Kohlbrecher, CTO von Energy Robotics. „Die Technik ergänzt unser Softwarepaket für autonome Inspektion, Navigation und Flottenmanagement perfekt.“ Zusammen mit Merck sollen die Anwendungsfälle im Innen- und Außenbereich erweitert werden. Die autonome Inspektion von Abluftreinigungs- und Kläranlagen sei dafür eine ideale Anwendung. „Mit solchen anspruchsvollen Einsatzgebieten schaffen wir einen echten Mehrwert für unsere Kunden“, freut sich Dr. Dorian Scholz, CEO von Energy Robotics.
Auch Michael Perry, Vice President Business Development des US-amerikanischen Unternehmens Boston Dynamics, zeigt sich zuversichtlich: „Energy Robotics verfügt über umfangreiche Erfahrung in der autonomen Steuerung von mobilen Robotern und der Integration von Sensoren in komplexen Umgebungen.“ Aus Sicht von Perry ist das Start-up aus Darmstadt der richtige Partner für zukünftige Lösungen.
Autonome Roboter gewinnen derzeit in vielen Branchen an Bedeutung. Die Software für autonome Roboterinspektion und Flottenüberwachung aus Darmstadt ist bereits in der Öl- und Gasindustrie im Einsatz und in diesem Segment marktführend. Jetzt hält das Programmpaket über Spot auch Einzug in raue Industrieumgebungen. Anwender wie Merck profitieren von dieser Entwicklung, denn sie können jetzt wirklich große Mengen an Sensordaten generieren, analysieren und damit die betriebliche Effizienz erhöhen. Und nicht zuletzt die Arbeitsbedingungen der Menschen verbessert, denn Spot muss bei seinen Rundgängen so einiges aushalten, was den Mitarbeitern jetzt erspart bleibt. (us)
Kontakt:
Energy Robotics GmbH
Hilpertstraße 31
64295 Darmstadt
Tel. +49 6151 1625566
www.energy-robotics.com
Wegbereiter für mobile Roboter
Energy Robotics wurde im letzten Jahr als Spin-off der TU Darmstadt gegründet. Mit ihrer Software ebnen die Spezialisten den Weg für mobile Roboter zu neuen Anwendungen wie die Fernüberwachung von industriellen Anlagen. In den letzten Jahren hat das Gründerteam wichtige internationale Wettbewerbe für autonome Robotik zur Ferninspektion gewonnen. Zum Portfolio gehört die erste kommerziell verfügbare Softwarelösung für autonome, mobile Bodenroboter. Die Maschinen werden für die Ferninspektion und Überwachung in rauen und anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt wie der Öl-, Gas- und petrochemischen Industrie.
Hier lernen die Roboter laufen
Boston Dynamics ist ein Unternehmen mit Sitz in Waltham, Massachusetts, das vor allem im Bereich autonomer Laufroboter forscht und entwickelt und zu den besten Robotik-Firmen weltweit gehört. Entstanden ist die Organisation 1992 als Ausgründung des Massachusetts Institute of Technology durch Marc Raibert, der in den USA als Vater der Laufroboter gilt. Die Entwickler kombinieren bei ihrer Arbeit die Prinzipien der dynamischen Steuerung und Balance mit ausgeklügelten mechanischen Konstruktionen, moderner Elektronik und Software der neuesten Generation. Zum Portfolio gehören Hochleistungsroboter, die mit Wahrnehmung, Navigation und Intelligenz ausgestattet sind und in unstrukturierten Industrieumgebungen einen Mehrwert schaffen können.
